本技术涉及光子计数领域，尤其涉及一种光子计数测量方法、相应的装置、电子设备及计算机可读存储介质。
背景技术：
1、单光子探测器在量子光学、光子飞行时间测量和拉曼/荧光分析等多个领域中具有广泛的应用价值。在单光子测量系统中，探测器的暗计数率、探测到的平均光电子数以及被测信号的时域特性等因素被认为是单光子测量系统反演有效信息的重要参数，这些参数通常通过示波器或时间关联单光子计数器(tcspc)获得。
2、传统的示波器测量方法需要收集单光子信号的全部波形信息并通过算法对其进行处理，例如进行寻峰、脉冲计数、统计波形面积以及求解单光电子谱等，依此来推断暗计数率、探测到的平均光电子数以及被测信号的周期和时域波形等参数。然而，使用示波器测量需要保存所有的波形细节，因此需要的数据量较大，且后期数据分析较为繁琐。
3、tcspc(单光子计数器)是一种用于获得单光子信号时间分布信息的高精度计时测量技术，其时间分辨率高(可达皮秒级)，通过检测单光子事件，可获得光子到达时间的统计信息。常规的tcspc通常在周期触发模式下工作，即外部同步触发信号被视为重新计时的起点(/终点)信号，单光子信号被视为计时的终点(/起点)信号。若一个周期内探测不到单光子信号，则在下一个触发信号到来后即清零并重新计时。但这种模式下的起始和结束信号仅限于一个触发脉冲的重复周期内，忽略了周期与周期间可能存在的关联。因此，现有的tcspc系统通常用于测量被测信号的时域特性，但难以同时获得探测器探测到的平均光电子数等参数。
4、综上，适应现有技术中的tcspc技术的起始和结束信号仅限于一个触发脉冲的重复周期内，忽略了周期与周期间可能存在的关联，难以同时获得探测器探测到的平均光电子数等参数的问题，本技术人出于解决该问题的考虑作出相应的探索。
技术实现思路
1、本技术的目的在于解决上述问题而提供一种光子计数测量方法、相应的装置、电子设备及计算机可读存储介质。
2、为满足本技术的各个目的，本技术采用如下技术方案：
3、适应本技术的目的之一而提出的一种光子计数测量方法，包括：
4、单光子探测器获取待检测样品的回波光脉冲，根据所述回波光脉冲进行光子探测以确定输出信号；
5、时间数字转换器对所述单光子探测器的输出信号进行采样，直至所述时间数字转换器探测到第一个输出信号或达到预设量程阈值停止计时；
6、统计所述时间数字转换器的计时值以确定所述回波光脉冲相对应的光脉冲周期峰，基于泊松分布算法确定所述光脉冲周期峰中不同的首峰探测概率下的各次探测峰的概率分布，根据所述各次探测峰的概率分布确定第一个光脉冲周期峰的概率值；
7、基于第一个光脉冲周期峰的概率值计算确定所述单光子探测器所探测到的平均光电子数，以完成光子计数测量。
8、可选的，基于泊松分布算法确定所述光脉冲周期峰中不同的首峰探测概率下的各次探测峰的概率分布的步骤之后,包括：
9、根据所述各次探测峰的概率分布计算确定各个周期峰之间的时间间隔，基于所述各个周期峰之间的时间间隔确定信号触发脉冲的周期或频率。
10、可选的，基于泊松分布算法确定所述光脉冲周期峰中不同的首峰探测概率下的各次探测峰的概率分布的步骤，包括：
11、根据任意一个探测峰的概率分布确定所述回波光脉冲的时域线型，以完成待检测样品的拉曼光脉宽、荧光脉宽或激光脉宽的测量。
12、可选的，统计所述时间数字转换器的计时值以确定所述回波光脉冲相对应的光脉冲周期峰的步骤之后，包括：
13、基于泊松分布算法确定所述单光子探测器的暗计数在单位时间内的统计分布；
14、根据e指数函数对暗计数在单位时间内的统计分布进行拟合，确定所述单光子探测器的暗计数。
15、可选的，基于泊松分布算法确定所述光脉冲周期峰中不同的首峰探测概率下的各次探测峰的概率分布，根据所述各次探测峰的概率分布确定第一个光脉冲周期峰的概率值的步骤，包括：
16、根据泊松分布公式，光脉冲周期峰的概率分布满足：
17、pn＝p(n-1)(k＝0,μ)[1-p(k＝0,μ)]，
18、p(k＝0,μ)＝1-p1＝e-μ，
19、其中，pn为第n个周期探测到光电子的概率，k为光照时间内探测到的光电子数，μ为光照时间内探测到的平均光电子数，其可进一步表示为：
20、
21、其中，pde为器件的光子探测效率，numin为光照时间内入射的平均光子数；
22、通过获得的平均光电子数μ，并在已知探测器的标称pde的条件下，可进一步换算入射到探测器的平均光子数，进而反演入射功率。
23、可选的，基于泊松分布算法确定所述单光子探测器的暗计数在单位时间内的统计分布的步骤，包括：
24、根据泊松分布公式，所述单光子探测器的暗计数的统计分布满足：
25、pdark(t)＝p(k＝0,dcr·t)＝e-dcr·t，
26、其中，pdark(t)为探测器在t时刻产生暗脉冲的概率，k为单位时间内出现暗脉冲的个数，dcr为暗计数率，t为从零时刻触发到探测到第一个暗脉冲的时间。
27、可选的，单光子探测器获取待检测样品的回波光脉冲，根据所述回波光脉冲进行光子探测以确定输出信号的步骤，包括：
28、延迟脉冲发生器产生两路同步信号，一路作为脉冲激光器的触发信号，另一路作为时间数字转换器的开始计时信号，其中，所述脉冲激光器的触发信号的重复周期应小于所述时间数字转换器的最大量程；
29、脉冲激光器产生激光脉冲激发待检测样品，单光子探测器接收所述待检测样品的回波光脉冲信号并输入至时间数字转换器，作为结束计时信号进行测量。
30、适应本技术的另一目的而提供的一种光子计数测量装置，包括：
31、输出信号确定模块，设置为单光子探测器获取待检测样品的回波光脉冲，根据所述回波光脉冲进行光子探测以确定输出信号；
32、计时探测模块，设置为时间数字转换器对所述单光子探测器的输出信号进行采样，直至所述时间数字转换器探测到第一个输出信号或达到预设量程阈值停止计时；
33、周期峰概率值确定模块，设置为统计所述时间数字转换器的计时值以确定所述回波光脉冲相对应的光脉冲周期峰，基于泊松分布算法确定所述光脉冲周期峰中不同的首峰探测概率下的各次探测峰的概率分布，根据所述各次探测峰的概率分布确定第一个光脉冲周期峰的概率值；
34、光子计数测量模块，设置为基于第一个光脉冲周期峰的概率值计算确定所述单光子探测器所探测到的平均光电子数，以完成光子计数测量。
35、适应本技术的另一目的而提供的一种电子设备，包括中央处理器和存储器，所述中央处理器用于调用运行存储于所述存储器中的计算机程序以执行本技术所述光子计数测量方法的步骤。
36、适应本技术的另一目的而提供的一种计算机可读存储介质，其以计算机可读指令的形式存储有依据所述光子计数测量方法所实现的计算机程序，该计算机程序被计算机调用运行时，执行相应的方法所包括的步骤。
37、相对于现有技术，本技术针对现有技术中的tcspc技术的起始和结束信号仅限于一个触发脉冲的重复周期内，忽略了周期与周期间可能存在的关联，难以同时获得探测器探测到的平均光电子数等参数的问题，本技术包括但不限于如下有益效果：
38、其一，相对于传统的单光子计数和计时测量方法，本技术的光子计数测量方法更加简单、快速，可在一次数据采集的情况下同时提取探测的平均光电子数、入射光子数、探测器的暗计数、激光触发周期或不等周期的时间间隔、被测光信号的时域线型等信息，且采集数据量少；
39、其二，本技术的光子计数测量方法灵敏度高，尤其适用于弱入射光，或低pde单光子器件的测量。
1.一种光子计数测量方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的光子计数测量方法，其特征在于，基于泊松分布算法确定所述光脉冲周期峰中不同的首峰探测概率下的各次探测峰的概率分布的步骤之后,包括：
3.根据权利要求1所述的光子计数测量方法，其特征在于，基于泊松分布算法确定所述光脉冲周期峰中不同的首峰探测概率下的各次探测峰的概率分布的步骤，包括：
4.根据权利要求1所述的光子计数测量方法，其特征在于，统计所述时间数字转换器的计时值以确定所述回波光脉冲相对应的光脉冲周期峰的步骤之后，包括：
5.根据权利要求1所述的光子计数测量方法，其特征在于，基于泊松分布算法确定所述光脉冲周期峰中不同的首峰探测概率下的各次探测峰的概率分布，根据所述各次探测峰的概率分布确定第一个光脉冲周期峰的概率值的步骤，包括：
6.根据权利要求4所述的光子计数测量方法，其特征在于，基于泊松分布算法确定所述单光子探测器的暗计数在单位时间内的统计分布的步骤，包括：
7.根据权利要求1至6任意一项所述的光子计数测量方法，其特征在于，单光子探测器获取待检测样品的回波光脉冲，根据所述回波光脉冲进行光子探测以确定输出信号的步骤，包括：
8.一种光子计数测量装置，其特征在于，包括:
9.一种电子设备，包括中央处理器和存储器，其特征在于，所述中央处理器用于调用运行存储于所述存储器中的计算机程序以执行如权利要求1至7中任意一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其以计算机可读指令的形式存储有依据权利要求1至7中任意一项所述的方法所实现的计算机程序，该计算机程序被计算机调用运行时，执行相应的方法所包括的步骤。
